JP5147654B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体集積回路に用いられる半導体装置に関するものであり、特に、例えば差動回路等を構成するトランジスタ対の特性を改善するための技術に関する。   The present invention relates to a semiconductor device used in a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a technique for improving characteristics of a transistor pair constituting, for example, a differential circuit.

半導体集積回路装置で使用される差動増幅回路やカレントミラー回路等においては、対を成すトランジスタが数多く使用され、これら対を成すトランジスタの特性の差は、回路の性能や歩留まり等に影響を与える。   In a differential amplifier circuit and a current mirror circuit used in a semiconductor integrated circuit device, a large number of paired transistors are used, and the difference in the characteristics of these paired transistors affects the performance and yield of the circuit. .

特に、STI(Shallow Trench Isolation)などの素子分離技術を用いたトランジスタにおいては、STIに起因したトランジスタの活性領域にかかる機械的応力により、チャネルの移動度やしきい値電圧が変化するため、対を成すトランジスタの活性領域の形状が異なる場合にその特性差が大きくなることが知られている(例えば、非特許文献1参照)。   In particular, in a transistor using an element isolation technique such as STI (Shallow Trench Isolation), channel mobility and threshold voltage change due to mechanical stress applied to the active region of the transistor due to STI. It is known that the difference in characteristics increases when the shape of the active region of the transistor is different (see Non-Patent Document 1, for example).

また、ゲート電極のリソグラフィ工程やエッチング工程において、周囲のゲート電極のレイアウトパターンにより寸法がシフトし、特性差が発生する可能性がある。また近年、ゲート電極と活性領域の上部を高歪膜で覆い、トランジスタの駆動能力を向上する方法が知られているが、対を成すトランジスタのゲート電極や周囲ゲート電極のレイアウトパターンによっては応力の影響が異なるため、特性差が発生する可能性がある(非特許文献2参照)。   In addition, in the lithography process or the etching process of the gate electrode, there is a possibility that the size shifts due to the layout pattern of the surrounding gate electrode and a characteristic difference occurs. In recent years, a method of covering the upper part of the gate electrode and the active region with a high strain film to improve the driving capability of the transistor is known, but depending on the layout pattern of the gate electrode of the paired transistor and the surrounding gate electrode, the stress may be Since the influence is different, a characteristic difference may occur (see Non-Patent Document 2).

従来の半導体装置では、対を成すトランジスタの特性差を抑制するにあたり、レイアウトパターンの違いによる特性変化を抑えるために、レイアウトを完全に対称配置する等の対策が行われてきた。   In the conventional semiconductor device, in order to suppress the characteristic difference between the paired transistors, countermeasures such as arranging the layout completely symmetrically have been performed in order to suppress the characteristic change due to the difference in the layout pattern.

例えば図21に示すように、対をなすトランジスタ100a,100bについて、チャネル長方向に隣接するトランジスタ101と同一形状のダミー素子102a,102bを、トランジスタ100a,100bを挟んで反対側にそれぞれ設置する。同様に、チャネル幅方向についても、隣接するトランジスタ103と同一形状のダミー素子104a,104bを、トランジスタ100a,100bのチャネル幅方向の同一距離の場所にそれぞれ設置する。このように、対を成すトランジスタの周囲のレイアウトが一致するようにすることによって、トランジスタの特性のアンバランスを防止している(特許文献1)。
特開平11−234109号公報 “NMOS Drive Current Reduction Caused by Transistor Layout and Trench Isolation Induced Stress”, G. Scott, et. al., IEDM digest, pp.91, 1999 “High Performance CMOSFET Technology for 45nm Generation and Scalability of Stress-Induced Mobility Enhancement Technique”, A. Oishi, et. al., IEDM digest, pp.239, 2005
For example, as shown in FIG. 21, for the paired transistors 100a and 100b, dummy elements 102a and 102b having the same shape as the transistor 101 adjacent in the channel length direction are provided on opposite sides of the transistors 100a and 100b, respectively. Similarly, also in the channel width direction, dummy elements 104a and 104b having the same shape as the adjacent transistor 103 are provided at the same distance in the channel width direction of the transistors 100a and 100b, respectively. In this way, by making the layouts around the paired transistors coincide with each other, an unbalance of transistor characteristics is prevented (Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-234109 “NMOS Drive Current Reduction Caused by Transistor Layout and Trench Isolation Induced Stress”, G. Scott, et. Al., IEDM digest, pp.91, 1999 “High Performance CMOSFET Technology for 45nm Generation and Scalability of Stress-Induced Mobility Enhancement Technique”, A. Oishi, et. Al., IEDM digest, pp.239, 2005

しかしながら、上述の方法では、対象となる対をなすトランジスタの周囲に同一のレイアウトパターンのダミー素子の配置が必要なため、回路面積が増大する可能性がある。また、上述の方法では、最近接する素子の形状しか考慮されていないが、対象のトランジスタから素子分離領域を介してさらに遠くに位置する素子の形状も、トランジスタの特性のアンバランスを引き起こす要因となり得る。   However, in the above-described method, since it is necessary to dispose dummy elements having the same layout pattern around the target pair of transistors, the circuit area may increase. Further, in the above method, only the shape of the closest element is considered, but the shape of the element located further away from the target transistor via the element isolation region can also be a factor causing an imbalance in transistor characteristics. .

本発明は、トランジスタ対を有する半導体装置において、回路面積の増大を抑えつつ、対を成すトランジスタの特性がアンバランスになることを抑制可能にすることを目的とする。   An object of the present invention is to enable a semiconductor device having a transistor pair to suppress an increase in circuit area and to prevent the characteristics of transistors forming a pair from becoming unbalanced.

本発明に係る第1の半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第3および第4のトランジスタとを備え、前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域とこの活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第1および第2の活性領域同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域と前記活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第3および第4の活性領域同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタの活性領域は、前記第1および第2のトランジスタの活性領域よりも、チャネル長方向の長さが長く、前記第3および第4の活性領域同一領域は、前記第1および第2の活性領域同一領域よりも、チャネル長方向の幅が狭いものである。   In the first semiconductor device according to the present invention, the channel length and the channel width are equal to each other, and the first and second transistors used as the transistor pair are the same in channel length and channel width and the third is used as the transistor pair. And the fourth transistor, and the first and second transistors have an active region pattern including an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. The first and second active regions are identical to each other, and the third and fourth transistors are formed around the active region of the transistor and the active region via an element isolation region The active region pattern composed of the surrounding active regions has the same third and fourth active region identical regions. The active regions of the third and fourth transistors are longer in the channel length direction than the active regions of the first and second transistors, and the same regions of the third and fourth active regions are The width in the channel length direction is narrower than the same region of the first and second active regions.

本発明に係る第1の半導体装置によると、第1および第2のトランジスタは、活性領域パターンが互いに同一である第1および第2の活性領域同一領域を有することから、チャネル領域にかかる機械的応力が互いに等しくなり、活性領域および周囲活性領域のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。同様に、第3および第4のトランジスタについても、活性領域および周囲活性領域のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。さらに、第3および第4のトランジスタは活性領域のチャネル長方向の長さが第1および第2のトランジスタよりも長く、第3および第4の活性領域同一領域は第1および第2の活性領域同一領域よりもチャネル長方向の幅が狭くなっている。これは、チャネル領域にかかる応力が飽和するチャネル長方向の素子分離距離を考慮したものである。これにより、レイアウトパターンを制限する領域が狭くなり、自由にレイアウトできる領域を増すことができる。また、活性領域同一領域から外れた領域にはダミー素子等の配置の必要が無くなるため、回路面積の増大を抑制することができる。すなわち、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   According to the first semiconductor device of the present invention, the first and second transistors have the first and second active region identical regions having the same active region pattern. The stresses are equal to each other, and an unbalance in transistor characteristics due to the layout pattern of the active region and the surrounding active region can be suppressed. Similarly, also in the third and fourth transistors, transistor characteristic imbalance due to the layout pattern of the active region and the surrounding active region can be suppressed. Further, the third and fourth transistors have a longer length in the channel length direction of the active region than the first and second transistors, and the third and fourth active region identical regions are the first and second active regions. The width in the channel length direction is narrower than that of the same region. This takes into account the element separation distance in the channel length direction where the stress applied to the channel region is saturated. Thereby, the area | region which restrict | limits a layout pattern becomes narrow and the area | region which can be laid out freely can be increased. Further, since there is no need to arrange dummy elements or the like in a region outside the same active region, an increase in circuit area can be suppressed. That is, it is possible to suppress an unbalance of transistor characteristics due to the layout pattern while suppressing an increase in circuit area.

本発明に係る第2の半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対としての第3および第4のトランジスタとを備え、前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域とこの活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第1および第2の活性領域同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域と前記活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第3および第4の活性領域同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタの活性領域は、前記第1および第2のトランジスタの活性領域よりも、チャネル幅方向の長さが長く、前記第3および第4の活性領域同一領域は、前記第1および第2の活性領域同一領域よりも、チャネル幅方向の幅が狭いものである。   In the second semiconductor device according to the present invention, the channel length and the channel width are equal to each other, and the first and second transistors used as the transistor pair are equal to each other in the channel length and the channel width. A fourth transistor, and the first and second transistors have an active region pattern composed of an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. The first and second active regions are identical and have the same region, and the third and fourth transistors are formed around the active region of the transistor and the active region through an element isolation region. The active region pattern consisting of the active region has the same third region and the fourth active region, the same region, The active regions of the third and fourth transistors are longer in the channel width direction than the active regions of the first and second transistors, and the same region of the third and fourth active regions is the first region. The width in the channel width direction is narrower than that of the same region of the second active region.

本発明に係る第2の半導体装置によると、第1および第2のトランジスタは、活性領域パターンが互いに同一である第1および第2の活性領域同一領域を有することから、チャネル領域にかかる機械的応力が互いに等しくなり、活性領域および周囲活性領域のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。同様に、第3および第4のトランジスタについても、活性領域および周囲活性領域のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。さらに、第3および第4のトランジスタは活性領域のチャネル幅方向の長さが第1および第2のトランジスタよりも長く、第3および第4の活性領域同一領域は第1および第2の活性領域同一領域よりもチャネル幅方向の幅が狭くなっている。これは、チャネル領域にかかる応力が飽和するチャネル幅方向の素子分離距離を考慮したものである。これにより、レイアウトパターンを制限する領域が狭くなり、自由にレイアウトできる領域を増すことができる。また、活性領域同一領域から外れた領域にはダミー素子等の配置の必要が無くなるため、回路面積の増大を抑制することができる。すなわち、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   According to the second semiconductor device of the present invention, the first and second transistors have the first and second active region identical regions having the same active region pattern. The stresses are equal to each other, and an unbalance in transistor characteristics due to the layout pattern of the active region and the surrounding active region can be suppressed. Similarly, also in the third and fourth transistors, transistor characteristic imbalance due to the layout pattern of the active region and the surrounding active region can be suppressed. Further, the third and fourth transistors have a longer length in the channel width direction of the active region than the first and second transistors, and the third and fourth active region identical regions are the first and second active regions. The width in the channel width direction is narrower than the same region. This takes into account the element separation distance in the channel width direction where the stress applied to the channel region is saturated. Thereby, the area | region which restrict | limits a layout pattern becomes narrow and the area | region which can be laid out freely can be increased. Further, since there is no need to arrange dummy elements or the like in a region outside the same active region, an increase in circuit area can be suppressed. That is, it is possible to suppress an unbalance of transistor characteristics due to the layout pattern while suppressing an increase in circuit area.

前記第1または第2の半導体装置において、周囲活性領域のうちの少なくとも一部は、ダミー素子を構成するものであってもよい。あるいは、アクティブ素子を構成するものであってもよい。   In the first or second semiconductor device, at least a part of the surrounding active region may constitute a dummy element. Alternatively, it may constitute an active element.

これにより、周囲活性領域として、ダミー素子またはアクティブ素子のどちらでも選択できることから、設計の自由度が向上するとともに、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制できる。   As a result, either a dummy element or an active element can be selected as the surrounding active region, so that the degree of freedom in design is improved and an increase in circuit area is suppressed, and an unbalance in transistor characteristics due to a layout pattern is suppressed. it can.

本発明に係る第3の半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第3および第4のトランジスタとを備え、前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタのゲート電極とこのゲート電極の周囲に形成された周囲ゲート電極とからなるゲート電極パターンが互いに同一である、第1および第2のゲート電極同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタのゲート電極とこのゲート電極の周囲に形成された周囲ゲート電極とからなるゲート電極パターンが互いに同一である、第3および第4のゲート電極同一領域を有し、前記第3および第4のトランジスタのチャネル長は、前記第1および第2のトランジスタのチャネル長よりも、長く、前記第3および第4のゲート電極同一領域は、前記第1および第2のゲート電極同一領域よりも、チャネル長方向の幅が狭いものである。   In the third semiconductor device according to the present invention, the channel length and the channel width are equal to each other, and the first and second transistors used as the transistor pair are the same in channel length and channel width, and the third semiconductor device is used as the transistor pair. And the fourth transistor, wherein the first and second transistors have the same gate electrode pattern composed of a gate electrode of the transistor and a peripheral gate electrode formed around the gate electrode. The third and fourth transistors have the same region of the first and second gate electrodes, and the third and fourth transistors have the same gate electrode pattern composed of the gate electrode of the transistor and the peripheral gate electrode formed around the gate electrode. The third and fourth gate electrodes have the same region, and the third and fourth gate electrodes have the same region. The channel length of the transistor is longer than the channel lengths of the first and second transistors, and the third and fourth gate electrode identical regions are larger than the first and second gate electrode identical regions. The width in the channel length direction is narrow.

本発明に係る第3の半導体装置によると、第1および第2のトランジスタは、ゲート電極パターンが互いに同一である第1および第2のゲート電極同一領域を有することから、第1および第2のトランジスタのゲート電極の寸法が等しく形成され、また、チャネル領域にかかる機械的応力も等しくなることから、ゲート電極のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。同様に、第3および第4のトランジスタについても、ゲート電極のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。さらに、第3および第4のトランジスタはチャネル長が第1および第2のトランジスタよりも長く、第3および第4のゲート電極同一領域は第1および第2のゲート電極同一領域よりもチャネル長方向の幅が狭くなっている。これは、チャネル領域に係る応力が飽和するゲート間距離を考慮したものである。これにより、レイアウトパターンを制限する領域が狭くなり、自由にレイアウトできる領域を増すことができる。また、ゲート電極同一領域から外れた領域にはダミーゲート電極の配置の必要が無くなるため、回路面積の増大を抑制することができる。すなわち、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   According to the third semiconductor device of the present invention, the first and second transistors have the same region of the first and second gate electrodes having the same gate electrode pattern. Since the dimensions of the gate electrodes of the transistors are formed to be equal and the mechanical stress applied to the channel region is also equal, it is possible to suppress unbalance in transistor characteristics due to the layout pattern of the gate electrodes. Similarly, for the third and fourth transistors, an unbalance in transistor characteristics due to the layout pattern of the gate electrode can be suppressed. Further, the third and fourth transistors have a channel length longer than that of the first and second transistors, and the third and fourth gate electrode identical regions are more in the channel length direction than the first and second gate electrode identical regions. The width of is narrow. This takes into account the distance between the gates where the stress related to the channel region is saturated. Thereby, the area | region which restrict | limits a layout pattern becomes narrow and the area | region which can be laid out freely can be increased. Further, since it is not necessary to dispose the dummy gate electrode in a region outside the same region of the gate electrode, an increase in circuit area can be suppressed. That is, it is possible to suppress an unbalance of transistor characteristics due to the layout pattern while suppressing an increase in circuit area.

前記第3の半導体装置において、周囲ゲート電極のうち少なくとも一部は、ダミーゲート電極であってもよい。または、周囲ゲート電極のうちの少なくとも一部は、アクティブゲート電極であってもよい。   In the third semiconductor device, at least a part of the peripheral gate electrode may be a dummy gate electrode. Alternatively, at least a part of the peripheral gate electrode may be an active gate electrode.

これにより、周囲ゲート電極として、ダミーゲート電極またはアクティブなゲート電極のどちらでも選択できることから、設計の自由度が向上するととともに、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制できる。   As a result, either the dummy gate electrode or the active gate electrode can be selected as the peripheral gate electrode, so that the degree of freedom in design is improved and the increase in circuit area is suppressed, and the transistor characteristics caused by the layout pattern are unenhanced. Balance can be suppressed.

た、前記第1〜第3の半導体装置において、前記第1および第2のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが同一であり、前記第3および第4のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが同一であるものとしてもよい。 Also, in the first to third semiconductor devices, the first and second transistors is the same direction of the current relative to the said semiconductor device, said third and fourth transistors, the The direction of current with respect to the semiconductor device may be the same.

これにより、ソース/ドレイン近傍のチャネル領域における注入不純物分布の非対称性によるトランジスタ特性のアンバランスを抑制できる。   Thereby, an unbalance of transistor characteristics due to the asymmetry of the implanted impurity distribution in the channel region near the source / drain can be suppressed.

また、前記第1または第2の半導体装置において、前記第1および第2のトランジスタは、前記第1および第2の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが同一であり、前記第3および第4のトランジスタは、前記第3および第4の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが同一であるものとしてもよい。 In the first or second semiconductor device, the first and second transistors have the same current direction based on an active region pattern in the same region of the first and second active regions, The third and fourth transistors may have the same current direction based on an active region pattern in the same region of the third and fourth active regions.

これにより、ソース/ドレイン近傍のチャネル領域における機械的応力起因の注入不純物分布の非対称性によるトランジスタ特性のアンバランスを抑制できる。   As a result, it is possible to suppress the unbalance of transistor characteristics due to the asymmetry of the implanted impurity distribution caused by the mechanical stress in the channel region near the source / drain.

さらには、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第5および第6のトランジスタを備え、前記第5および第6のトランジスタは、活性領域パターンが前記第1および第2の活性領域同一領域と同一である、第5および第6の活性領域同一領域を有し、かつ、前記第5および第6の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが同一であり、前記第1および第2のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが逆であり、前記第5のトランジスタは、電流の向きが前記第1のトランジスタの逆であり、かつ、前記第1のトランジスタと、ゲート、ドレインおよびソースがそれぞれ接続されており、前記第6のトランジスタは、電流の向きが前記第2のトランジスタの逆であり、かつ、前記第2のトランジスタと、ゲート、ドレインおよびソースがそれぞれ接続されているものとしてもよい。   Furthermore, the fifth and sixth transistors having the same channel length and channel width are provided, and the fifth and sixth transistors have the same active region pattern as the first and second active region identical regions. , The fifth and sixth active regions have the same region, and the current directions with respect to the active region pattern in the fifth and sixth active regions are the same, and the first and second The fifth transistor has a current direction opposite to that of the first transistor, and the fifth transistor has a current direction opposite to that of the first transistor. The sixth transistor has a current direction opposite to that of the second transistor and the second transistor. And registers, gates, drains and sources may be those which are connected respectively.

これにより、第5および第6のトランジスタによって、注入起因の不純物分布の非対称によるトランジスタ特性のアンバランスを相殺でき、かつレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができ、同時に設計の自由度も向上することができる。   Thereby, the fifth and sixth transistors can cancel the unbalance of the transistor characteristics due to the asymmetry of the impurity distribution caused by the implantation, and can suppress the unbalance of the transistor characteristics caused by the layout pattern. The degree of freedom can also be improved.

本発明によると、差動回路等を構成するトランジスタ対について、活性領域同一領域やゲート電極同一領域を設けることによって、レイアウトパターンに起因する機械的応力の影響を一致させ、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。また、トランジスタの活性領域長やチャネル長に従って活性領域同一領域やゲート電極同一領域のサイズを設定することによって、あるいは、活性領域同一領域とゲート電極同一領域とを別個独立して設定することによって、設計の自由度の向上と、回路面積増大の抑制が実現できる。したがって、面積の増大を抑制しつつ、所望の設計目標に近い回路特性を有する半導体装置が得られる。   According to the present invention, by providing the same active region and the same gate electrode region for transistor pairs constituting a differential circuit or the like, the influence of mechanical stress caused by the layout pattern is matched, and the transistor characteristics are unbalanced. Can be suppressed. Also, by setting the size of the same active region and the same gate electrode according to the active region length and channel length of the transistor, or by setting the same active region and the same gate electrode separately, Improvement of design freedom and suppression of circuit area increase can be realized. Therefore, a semiconductor device having circuit characteristics close to a desired design target can be obtained while suppressing an increase in area.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1の実施形態)
図1(a)は本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図1(a)に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第1および第2のトランジスタとしてのトランジスタ1a,1bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第3および第4のトランジスタとしてのトランジスタ2a,2bとを備えている。なお、図1(b)の回路図に示すように、トランジスタ1a,1bとトランジスタ2a,2bはそれぞれ、例えば、差動回路を構成するトランジスタ対として用いられる。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view showing a structural example of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the semiconductor device according to the present embodiment has the same channel length and channel width as the first and second transistors 1a and 1b having the same channel length and channel width. Transistors 2a and 2b as third and fourth transistors are provided. As shown in the circuit diagram of FIG. 1B, the transistors 1a and 1b and the transistors 2a and 2b are used, for example, as transistor pairs that constitute a differential circuit.

トランジスタ1a,1bは、同一サイズの活性領域11a,11bをそれぞれ有しており、トランジスタ2a,2bは、同一サイズの活性領域13a,13bをそれぞれ有している。各トランジスタにおいて、活性領域とゲート電極とが重なる領域がチャネル領域になる。そして、トランジスタ2a,2bの活性領域13a,13bのチャネル長方向の長さOL2は、トランジスタ1a,1bの活性領域11a,11bのチャネル長方向の長さOL1よりも長くなっている。   The transistors 1a and 1b have active regions 11a and 11b of the same size, respectively, and the transistors 2a and 2b have active regions 13a and 13b of the same size, respectively. In each transistor, a region where the active region and the gate electrode overlap is a channel region. The length OL2 in the channel length direction of the active regions 13a and 13b of the transistors 2a and 2b is longer than the length OL1 in the channel length direction of the active regions 11a and 11b of the transistors 1a and 1b.

トランジスタ1a,1bは、活性領域11a,11bと、その周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域12とからなる活性領域パターンが同一である、第1および第2の活性領域同一領域としての領域A1a,A1bを有している。なお、活性領域パターンとは、活性領域と周囲活性領域のレイアウトパターンのことであり、活性領域パターンが同一であるとは、活性領域と周囲活性領域の形状と配置がその領域内で一致している、ということを意味している。領域A1a,A1bは、トランジスタ1a,1bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離AL1、チャネル幅方向に距離AW1までの範囲を占める。領域A1a,A1b以外では、活性領域の形状や配置は必ずしも一致していなくてよい。   The transistors 1a and 1b have the same active region pattern in which the active regions 11a and 11b and the peripheral active region 12 formed around the active region 11a through the element isolation region are the same. Regions A1a and A1b. The active region pattern is the layout pattern of the active region and the surrounding active region. The same active region pattern means that the shapes and arrangements of the active region and the surrounding active region match within the region. It means that The regions A1a and A1b occupy a range from the channel region of the transistors 1a and 1b to the distance AL1 in the channel length direction and the distance AW1 in the channel width direction. Except for the regions A1a and A1b, the shape and arrangement of the active regions do not necessarily match.

トランジスタ2a,2bは、活性領域13a,13bとその周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域12とからなる活性領域パターンが同一である、第3および第4の活性領域同一領域としての領域A2a,A2bを有している。領域A2a,A2bは、トランジスタ2a,2bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離AL2、チャネル幅方向に距離AW2までの範囲を占める。領域A2a,A2b以外では、活性領域の形状や配置は必ずしも一致していなくてよい。   Transistors 2a and 2b have the same active region pattern composed of active regions 13a and 13b and peripheral active region 12 formed therearound via an element isolation region, and are the same as the third and fourth active regions. Regions A2a and A2b. The regions A2a and A2b occupy a range from the channel region of the transistors 2a and 2b to the distance AL2 in the channel length direction and the distance AW2 in the channel width direction. Except for the areas A2a and A2b, the shape and arrangement of the active areas do not necessarily match.

そして、図1(a)に示すように、領域A2a,A2bのチャネル長方向の幅は、領域A1a,A1bのチャネル長方向の幅よりも、狭くなっている。すなわち、
OL1 < OL2, AL1 > AL2
である。
As shown in FIG. 1A, the widths of the regions A2a and A2b in the channel length direction are narrower than the widths of the regions A1a and A1b in the channel length direction. That is,
OL1 <OL2, AL1> AL2
It is.

図2はトランジスタのチャネル領域に発生する、チャネル長方向の機械的応力のプロセスシミュレーション結果である。応力解析には2次元プロセスシミュレータを用い、熱応力、膜内部応力および熱酸化応力の影響を考慮して応力計算を行った。トランジスタのチャネル長は0.4μmとし、活性領域のチャネル長方向の長さがそれぞれ0.4μm、1.2μm、2.4μm、3μmの場合について、チャネル領域の界面の平均応力値をプロットした。横軸はチャネル長方向の素子分離距離D[μm]、縦軸はD=0.2μmのときの応力を1としたときの応力比である。すなわち、図2はチャネル領域に発生する機械的応力の、周囲活性領域の配置依存性を表している。   FIG. 2 shows a process simulation result of mechanical stress in the channel length direction generated in the channel region of the transistor. For stress analysis, a two-dimensional process simulator was used, and stress calculation was performed in consideration of the effects of thermal stress, internal stress and thermal oxidation stress. The average stress value at the interface of the channel region was plotted when the channel length of the transistor was 0.4 μm and the length of the active region in the channel length direction was 0.4 μm, 1.2 μm, 2.4 μm, and 3 μm, respectively. The horizontal axis represents the element separation distance D [μm] in the channel length direction, and the vertical axis represents the stress ratio when the stress when D = 0.2 μm is 1. That is, FIG. 2 represents the arrangement dependence of the surrounding active region of the mechanical stress generated in the channel region.

図2から、チャネル領域にかかるチャネル長方向の応力は、チャネル長方向の素子分離距離Dが大きくなるに従って増加し、距離Dがある程度以上になると飽和することが分かる。このことから、チャネル領域からチャネル長方向においてある所定距離以上の領域については、活性領域の形状や配置による応力への影響は、ほぼ無視できると考えられる。   2 that the stress in the channel length direction applied to the channel region increases as the element isolation distance D in the channel length direction increases, and saturates when the distance D exceeds a certain level. From this, it is considered that the influence on the stress due to the shape and arrangement of the active region is almost negligible in a region longer than a predetermined distance in the channel length direction from the channel region.

よって、トランジスタ特性の活性領域形状依存性の実測結果や、プロセスシミュレーションの応力解析結果等から、トランジスタ特性や応力値が飽和するチャネル領域からの距離を求め、その距離をもって、上述の活性領域同一領域を設定する。そして、その領域内の活性領域の形状や配置を、対を成す2つのトランジスタ間で一致させる。これにより、活性領域パターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。また、活性領域同一領域内の全ての活性領域の形状と配置を一致させることから、近接の周囲活性領域だけでなく、対象のトランジスタから素子分離領域を介してさらに遠くに位置する周囲活性領域の影響も抑制することができる。   Therefore, the distance from the channel region where the transistor characteristics and stress values are saturated is obtained from the actual measurement results of the active region shape dependency of the transistor characteristics and the stress analysis result of the process simulation. Set. Then, the shape and arrangement of the active region in the region are matched between the two transistors forming a pair. Thereby, an unbalance of transistor characteristics due to the active region pattern can be suppressed. In addition, since the shape and arrangement of all the active regions in the same active region are made to coincide, not only the adjacent surrounding active region but also the surrounding active region located further away from the target transistor through the element isolation region. The influence can also be suppressed.

また、図2から、チャネル長方向の活性領域長が長いトランジスタほど、チャネル領域の応力が飽和するチャネル長方向の素子分離距離が短い、ということが分かる。このことから、チャネル長方向の活性領域長が長いトランジスタ対に関しては、チャネル長方向の活性領域長が短いトランジスタ対と比べて、活性領域同一領域のチャネル長方向の幅は狭くてよい、ということになる。すなわち、チャネル長方向の活性領域長が長いトランジスタ対は、より狭い活性領域同一領域によって、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   Further, FIG. 2 shows that the longer the active region length in the channel length direction, the shorter the element separation distance in the channel length direction in which the stress in the channel region is saturated. Therefore, the transistor pair having a long active region length in the channel length direction may be narrower in the channel length direction in the same region of the active region than the transistor pair having a short active region length in the channel length direction. become. That is, a transistor pair having a long active region length in the channel length direction can suppress an unbalance of transistor characteristics by a narrower active region same region.

以上より、本実施形態に係る半導体装置では、図1(a)に示すように、トランジスタ2a,2bのチャネル長方向の活性領域長OL2はトランジスタ1a,1bのチャネル長方向の活性領域長OL1よりも長いため、トランジスタ2a,2bの活性領域同一領域A2a,A2bは、トランジスタ1a,1bの活性領域同一領域A1a,A1bよりも、チャネル長方向の幅が狭く設定されている。これにより、活性領域同一領域A2a,A2bは活性領域同一領域A1a,A1bよりも狭くなり、レイアウトパターンが限定される範囲が狭くなるため、その分、自由に活性領域を配置でき、設計の自由度を向上させることができる。   As described above, in the semiconductor device according to this embodiment, as shown in FIG. 1A, the active region length OL2 in the channel length direction of the transistors 2a and 2b is larger than the active region length OL1 in the channel length direction of the transistors 1a and 1b. Therefore, the active region identical regions A2a and A2b of the transistors 2a and 2b are set narrower in the channel length direction than the active region identical regions A1a and A1b of the transistors 1a and 1b. As a result, the active region identical regions A2a and A2b are narrower than the active region identical regions A1a and A1b, and the range in which the layout pattern is limited is narrowed. Therefore, the active regions can be arranged freely and the degree of freedom in design Can be improved.

図3は本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図3の構造では、トランジスタ2a,2bの活性領域同一領域A2a,A2bが隣接して配置されている。これにより、レイアウトパターンが限定される範囲がより狭くまとまるため、回路面積をさらに削減することが可能になる。   FIG. 3 is a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 3, the same active regions A2a and A2b of the transistors 2a and 2b are arranged adjacent to each other. As a result, the range in which the layout pattern is limited is narrowed down, so that the circuit area can be further reduced.

図4も本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図1の構造では、トランジスタ1a,1bは隣り合って配置されており、トランジスタ2a,2bもまた隣り合って配置されていた。ただし、トランジスタ対をなすトランジスタは、必ずしも隣り合って配置されていなくてもかまわない。すなわち、図4の構造では、トランジスタ1a,1bが離れて配置されており、トランジスタ2a,2bもまた離れて配置されている。   FIG. 4 is also a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 1, the transistors 1a and 1b are arranged adjacent to each other, and the transistors 2a and 2b are also arranged adjacent to each other. However, the transistors forming the transistor pair are not necessarily arranged adjacent to each other. That is, in the structure of FIG. 4, the transistors 1a and 1b are arranged apart from each other, and the transistors 2a and 2b are also arranged apart from each other.

なお、各活性領域同一領域A1a,A1b,A2a,A2b内に形成されている周囲活性領域12は、電気的に接続されたアクティブな活性領域すなわちアクティブ素子を構成するものであってもよいし、あるいは、電気的に接続されていないダミーの活性領域すなわちダミー素子を構成するものであってもよい。ダミーの活性領域またはアクティブな活性領域のどちらでも選択できることから、設計の自由度を向上させつつ、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   The surrounding active region 12 formed in each active region identical region A1a, A1b, A2a, A2b may constitute an electrically connected active active region, that is, an active element, Alternatively, a dummy active region that is not electrically connected, that is, a dummy element may be configured. Since either a dummy active region or an active active region can be selected, an unbalance of transistor characteristics can be suppressed while improving design flexibility.

(第2の実施形態)
上述の第1の実施形態では、2つのトランジスタ対において、活性領域のチャネル長方向の長さが異なっている構造について説明した。この第2の実施形態では、2つのトランジスタ対において、活性領域のチャネル幅方向の長さが異なっている構造について説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the structure in which the lengths of the active regions in the channel length direction are different in the two transistor pairs has been described. In the second embodiment, a structure in which two transistor pairs have different lengths in the channel width direction of the active region will be described.

図5(a)は本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図5(a)に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第1および第2のトランジスタとしてのトランジスタ1a,1bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第3および第4のトランジスタとしてのトランジスタ3a,3bとを備えている。なお、図5(b)の回路図に示すように、トランジスタ1a,1bとトランジスタ3a,3bはそれぞれ、例えば、差動回路を構成するトランジスタ対として用いられる。   FIG. 5A is a plan view showing a structural example of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5A, the semiconductor device according to this embodiment has the same channel length and channel width as the first and second transistors 1a and 1b having the same channel length and channel width. Transistors 3a and 3b as third and fourth transistors are provided. As shown in the circuit diagram of FIG. 5B, the transistors 1a and 1b and the transistors 3a and 3b are used as, for example, transistor pairs that constitute a differential circuit.

トランジスタ1a,1bは、同一サイズの活性領域11a,11bをそれぞれ有しており、トランジスタ3a,3bは、同一サイズの活性領域21a,21bをそれぞれ有している。各トランジスタにおいて、活性領域とゲート電極とが重なる領域がチャネル領域になる。そして、トランジスタ3a,3bの活性領域21a,21bのチャネル幅方向の長さOW2は、トランジスタ1a,1bの活性領域11a,11bのチャネル幅方向の長さOW1よりも長くなっている。   The transistors 1a and 1b have active regions 11a and 11b of the same size, respectively, and the transistors 3a and 3b have active regions 21a and 21b of the same size, respectively. In each transistor, a region where the active region and the gate electrode overlap is a channel region. The length OW2 in the channel width direction of the active regions 21a and 21b of the transistors 3a and 3b is longer than the length OW1 in the channel width direction of the active regions 11a and 11b of the transistors 1a and 1b.

トランジスタ1a,1bは、活性領域11a,11bとその周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域12とからなる活性領域パターンが同一である、第1および第2の活性領域同一領域としての領域A1a,A1bを有している。領域A1a,A1bは、トランジスタ1a,1bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離AL1、チャネル幅方向に距離AW1までの範囲を占める。領域A1a,A1b以外では、活性領域の形状や配置は必ずしも一致していなくてよい。   Transistors 1a and 1b have the same active region pattern consisting of active regions 11a and 11b and a peripheral active region 12 formed in the periphery thereof through an element isolation region. Regions A1a and A1b. The regions A1a and A1b occupy a range from the channel region of the transistors 1a and 1b to the distance AL1 in the channel length direction and the distance AW1 in the channel width direction. Except for the regions A1a and A1b, the shape and arrangement of the active regions do not necessarily match.

トランジスタ3a,3bは、活性領域21a,21bとその周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域12とからなる活性領域パターンが同一である、第3および第4の活性領域同一領域としての領域A3a,A3bを有している。領域A3a,A3bは、トランジスタ3a,3bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離AL3、チャネル幅方向に距離AW3までの範囲を占める。領域A3a,A3b以外では、活性領域の形状や配置は必ずしも一致していなくてよい。   Transistors 3a and 3b have the same active region pattern composed of active regions 21a and 21b and peripheral active region 12 formed therearound via an element isolation region, and are the same as the third and fourth active region identical regions. Regions A3a and A3b. The regions A3a and A3b occupy a range from the channel region of the transistors 3a and 3b to the distance AL3 in the channel length direction and the distance AW3 in the channel width direction. Except for the regions A3a and A3b, the shape and arrangement of the active regions do not necessarily match.

そして、図5(a)に示すように、領域A3a,A3bのチャネル幅方向の幅は、領域A1a,A1bのチャネル幅方向の幅よりも、狭くなっている。すなわち、
OW1 < OW2, AW1 > AW3
である。
As shown in FIG. 5A, the widths of the regions A3a and A3b in the channel width direction are narrower than the widths of the regions A1a and A1b in the channel width direction. That is,
OW1 <OW2, AW1> AW3
It is.

図6はトランジスタのチャネル領域に発生する、チャネル幅方向の機械的応力のプロセスシミュレーション結果である。図2と同様の解析方法で実施した。トランジスタのチャネル長は0.4μmとし、活性領域のチャネル幅方向の長さがそれぞれ0.4μm、1.2μm、2.4μm、3μm場合について、チャネル領域の界面の平均応力値をプロットした。横軸はチャネル幅方向の素子分離距離D[μm]、縦軸はD=0.2μmのときの応力を1としたときの応力比である。   FIG. 6 shows a process simulation result of mechanical stress in the channel width direction generated in the channel region of the transistor. The analysis method was the same as in FIG. The average stress value at the interface of the channel region was plotted when the channel length of the transistor was 0.4 μm and the length of the active region in the channel width direction was 0.4 μm, 1.2 μm, 2.4 μm, and 3 μm, respectively. The horizontal axis represents the element separation distance D [μm] in the channel width direction, and the vertical axis represents the stress ratio when the stress when D = 0.2 μm is 1.

図6から、チャネル領域にかかるチャネル幅方向の応力は、チャネル幅方向の素子分離距離Dが大きくなるに従って増加し、距離Dがある程度以上になると飽和することが分かる。このことから、図2に示したチャネル長方向の応力と同様に、チャネル幅方向の応力に関しても、チャネル領域からある所定距離の範囲の外の領域については、活性領域の形状や配置による応力への影響は、ほぼ無視できると考えられる。   6 that the stress in the channel width direction applied to the channel region increases as the element isolation distance D in the channel width direction increases, and saturates when the distance D exceeds a certain level. From this, similar to the stress in the channel length direction shown in FIG. 2, the stress in the channel width direction is also affected by the shape and arrangement of the active region in a region outside a predetermined distance from the channel region. The effects of can be considered almost negligible.

また、図6から、チャネル幅方向の活性領域長が長いトランジスタほど、チャネル領域の応力が飽和するチャネル幅方向の素子分離距離が短い、ということが分かる。すなわち、チャネル幅方向の活性領域長が長いトランジスタほど、活性領域同一領域のチャネル幅方向の幅を狭くすることができる。   Further, FIG. 6 shows that the transistor having a longer active region length in the channel width direction has a shorter element isolation distance in the channel width direction where the stress in the channel region is saturated. That is, the longer the active region length in the channel width direction, the narrower the width in the channel width direction of the same active region region.

以上より、本実施形態に係る半導体装置では、図5(a)に示すように、トランジスタ3a,3bのチャネル幅方向の活性領域長OW2はトランジスタ1a,1bのチャネル幅方向の活性領域長OW1よりも長いため、トランジスタ3a,3bの活性領域同一領域A3a,A3bは、トランジスタ1a,1bの活性領域同一領域A1a,A1bよりも、チャネル幅方向の幅が狭く設定されている。これにより、活性領域同一領域A3a,A3bは活性領域同一領域A1a,A1bよりも狭くなり、レイアウトパターンが限定される領域も狭くなるため、その分、自由に活性領域を配置でき、設計の自由度を向上させることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIG. 5A, the active region length OW2 in the channel width direction of the transistors 3a and 3b is larger than the active region length OW1 in the channel width direction of the transistors 1a and 1b. Therefore, the active region identical regions A3a and A3b of the transistors 3a and 3b are set narrower in the channel width direction than the active region identical regions A1a and A1b of the transistors 1a and 1b. As a result, the active region identical regions A3a and A3b are narrower than the active region identical regions A1a and A1b, and the region where the layout pattern is limited is also narrowed. Can be improved.

図7は本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図7の構造では、トランジスタ3a,3bの活性領域同一領域A3a,A3bが、トランジスタ1a,1bの活性領域同一領域A1a,A1bと、その上辺が同一直線上になるように配置されている。これにより、レイアウトパターンが限定される範囲がより狭くまとまるため、回路面積をさらに削減することが可能になる。   FIG. 7 is a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 7, the active region identical regions A3a and A3b of the transistors 3a and 3b are arranged so that the upper sides thereof are on the same straight line as the active region identical regions A1a and A1b of the transistors 1a and 1b. As a result, the range in which the layout pattern is limited is narrowed down, so that the circuit area can be further reduced.

図8も本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図5の構造では、トランジスタ1a,1bは隣り合って配置されており、トランジスタ3a,3bもまた隣り合って配置されていた。ただし、トランジスタ対をなすトランジスタは、必ずしも隣り合って配置されていなくてもかまわない。すなわち、図8の構造では、トランジスタ1a,1bが離れて配置されており、トランジスタ3a,3bもまた離れて配置されている。   FIG. 8 is also a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 5, the transistors 1a and 1b are arranged adjacent to each other, and the transistors 3a and 3b are also arranged adjacent to each other. However, the transistors forming the transistor pair are not necessarily arranged adjacent to each other. That is, in the structure of FIG. 8, the transistors 1a and 1b are spaced apart, and the transistors 3a and 3b are also spaced apart.

なお、第1の実施形態と同様に、各活性領域同一領域A1a,A1b,A3a,A3b内に形成されている周囲活性領域12は、電気的に接続されたアクティブな活性領域すなわちアクティブ素子を構成するものであってもよいし、あるいは、電気的に接続されていないダミーの活性領域すなわちダミー素子を構成するものであってもよい。ダミーの活性領域またはアクティブな活性領域のどちらでも選択できることから、設計の自由度を向上させつつ、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   As in the first embodiment, the surrounding active region 12 formed in each active region identical region A1a, A1b, A3a, A3b constitutes an electrically connected active active region, that is, an active element. Alternatively, it may be a dummy active region that is not electrically connected, that is, a dummy element. Since either a dummy active region or an active active region can be selected, an unbalance of transistor characteristics can be suppressed while improving design flexibility.

(第3の実施形態)
上述の第1および第2の実施形態では、トランジスタ対をなす2つのトランジスタが、活性領域パターンが同一である領域を有している構造について説明した。この第3の実施形態では、トランジスタ対をなす2つのトランジスタが、ゲート電極パターンが同一である領域を有している構造について説明する。
(Third embodiment)
In the first and second embodiments described above, the structure in which the two transistors forming the transistor pair have regions having the same active region pattern has been described. In the third embodiment, a structure in which two transistors forming a transistor pair have a region having the same gate electrode pattern will be described.

図9(a)は本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図9(a)に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、チャネル長(CL1)およびチャネル幅が互いに等しい第1および第2のトランジスタとしてのトランジスタ4a,4bと、チャネル長(CL2)およびチャネル幅が互いに等しい第3および第4のトランジスタとしてのトランジスタ5a,5bとを備えている。なお、図9(b)の回路図に示すように、トランジスタ4a,4bとトランジスタ5a,5bはそれぞれ、例えば、差動回路を構成するトランジスタ対として用いられる。   FIG. 9A is a plan view showing a structural example of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9A, the semiconductor device according to the present embodiment includes transistors 4a and 4b as first and second transistors having the same channel length (CL1) and channel width, and a channel length (CL2). And third and fourth transistors 5a and 5b having the same channel width. As shown in the circuit diagram of FIG. 9B, the transistors 4a and 4b and the transistors 5a and 5b are used, for example, as transistor pairs that constitute a differential circuit.

各トランジスタにおいて、活性領域とゲート電極とが重なる領域がチャネル領域になる。そして、トランジスタ5a,5bのチャネル長CL2は、トランジスタ4a,4bのチャネル長CL1よりも長くなっている。   In each transistor, a region where the active region and the gate electrode overlap is a channel region. The channel length CL2 of the transistors 5a and 5b is longer than the channel length CL1 of the transistors 4a and 4b.

トランジスタ4a,4bは、当該トランジスタを形成するゲート電極32a,32bと、その周囲に形成された周囲ゲート電極33とからなるゲート電極パターンが同一である、第1および第2のゲート電極同一領域としての領域B4a,B4bを有している。なお、ゲート電極パターンとは、ゲート電極と周囲ゲート電極のレイアウトパターンのことであり、ゲート電極パターンが同一であるとは、ゲート電極と周囲ゲート電極の形状と配置がその領域内で一致している、ということを意味している。領域B4a,B4bは、トランジスタ4a,4bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離BL1、チャネル幅方向に距離BW1までの範囲を占める。領域B4a,B4b以外では、ゲート電極の形状や配置は必ずしも一致していなくてもよい。   The transistors 4a and 4b have the same gate electrode pattern consisting of the gate electrodes 32a and 32b forming the transistor and the peripheral gate electrode 33 formed around the gate electrodes 32a and 32b. Regions B4a and B4b. Note that the gate electrode pattern is a layout pattern of the gate electrode and the surrounding gate electrode, and the same gate electrode pattern means that the shape and arrangement of the gate electrode and the surrounding gate electrode are identical in the region. It means that The regions B4a and B4b occupy a range from the channel region of the transistors 4a and 4b to the distance BL1 in the channel length direction and the distance BW1 in the channel width direction. Except for the regions B4a and B4b, the shape and arrangement of the gate electrodes do not necessarily match.

トランジスタ5a,5bは、当該トランジスタを形成するゲート電極34a,34bと、その周囲に形成された周囲ゲート電極33とからなるゲート電極パターンが同一である、第3および第4のゲート電極同一領域としての領域B5a,B5bを有している。領域B5a,B5bは、トランジスタ5a,5bのチャネル領域から、チャネル長方向に距離BL2、チャネル幅方向に距離BW2までの範囲を占める。領域B5a,B5b以外では、ゲート電極の形状や配置は必ずしも一致していなくてもよい。   The transistors 5a and 5b have the same gate electrode pattern consisting of the gate electrodes 34a and 34b forming the transistor and the peripheral gate electrode 33 formed around the gate electrodes 34a and 34b. Regions B5a and B5b. The regions B5a and B5b occupy a range from the channel region of the transistors 5a and 5b to the distance BL2 in the channel length direction and the distance BW2 in the channel width direction. Except for the regions B5a and B5b, the shape and arrangement of the gate electrodes do not necessarily match.

そして、図9(a)に示すように、領域B5a,B5bのチャネル長方向の幅は、領域B4a,B4bのチャネル長方向の幅よりも、狭くなっている。すなわち、
CL1 < CL2, BL1 > BL2
である。
As shown in FIG. 9A, the widths of the regions B5a and B5b in the channel length direction are narrower than the widths of the regions B4a and B4b in the channel length direction. That is,
CL1 <CL2, BL1> BL2
It is.

図10はトランジスタのチャネル領域に発生する、チャネル長方向の機械的応力のプロセスシミュレーション結果である。チャネル長がそれぞれ0.1μm、0.4μm、1.0μmの場合について、チャネル領域の界面の平均応力値をプロットした。横軸はチャネル長方向のゲート−ゲート間距離S[μm]、縦軸はS=0.2μmのときの応力を1としたときの応力比である。すなわち、図10はチャネル領域に発生する機械的応力の、周囲ゲート電極の配置依存性を表している。   FIG. 10 shows a process simulation result of mechanical stress in the channel length direction generated in the channel region of the transistor. The average stress values at the interface of the channel region were plotted for the case where the channel lengths were 0.1 μm, 0.4 μm, and 1.0 μm, respectively. The horizontal axis represents the gate-gate distance S [μm] in the channel length direction, and the vertical axis represents the stress ratio when the stress when S = 0.2 μm is 1. That is, FIG. 10 shows the arrangement dependence of the surrounding gate electrode of the mechanical stress generated in the channel region.

図10から、チャネル領域にかかるチャネル長方向の応力は、チャネル長方向のゲート−ゲート間距離Sが大きくなるに従って増加し、距離Sがある程度以上になると飽和することが分かる。このことから、チャネル領域からチャネル長方向においてある所定距離以上の領域については、ゲート電極の形状や配置による応力の影響はほぼ無視できると考えられる。   FIG. 10 shows that the stress in the channel length direction applied to the channel region increases as the gate-to-gate distance S in the channel length direction increases, and saturates when the distance S exceeds a certain level. From this, it can be considered that the influence of the stress due to the shape and arrangement of the gate electrode is almost negligible in a region longer than a predetermined distance in the channel length direction from the channel region.

よって、トランジスタ特性の周囲ゲート電極の形状依存性の実測結果や、プロセスシミュレーションの応力解析結果等から、トランジスタ特性や応力値が飽和するチャネル領域からの距離を求め、その距離をもって、上述のゲート電極同一領域を設定する。そして、その領域内のゲート電極の形状や配置を、対を成す2つのトランジスタ間で一致させる。これにより、ゲート電極パターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。また、ゲート電極同一領域内の全てのゲート電極の形状および配置を一致させることから、近接の周囲ゲート電極だけでなく、対象のトランジスタからさらに遠くに位置する周囲ゲート電極の影響も抑制することができる。   Therefore, the distance from the channel region where the transistor characteristics and the stress value are saturated is obtained from the actual measurement result of the shape dependence of the surrounding gate electrode of the transistor characteristics, the stress analysis result of the process simulation, and the like. Set the same area. Then, the shape and arrangement of the gate electrode in the region are matched between the two transistors forming a pair. Thereby, an unbalance of transistor characteristics due to the gate electrode pattern can be suppressed. In addition, since the shape and arrangement of all the gate electrodes in the same region of the gate electrode are matched, it is possible to suppress not only the neighboring peripheral gate electrode but also the influence of the peripheral gate electrode located farther from the target transistor. it can.

また、図10から、チャネル長が長いトランジスタほど、チャネル領域の応力が飽和するゲート−ゲート間距離が短い、ということが分かる。このことから、チャネル長が長いトランジスタ対に関しては、チャネル長が短いトランジスタ対と比べて、ゲート電極同一領域のチャネル長方向の幅は狭くてよい、ということになる。すなわち、チャネル長が長いトランジスタ対は、より狭いゲート電極同一領域によって、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   FIG. 10 also shows that the longer the channel length, the shorter the gate-gate distance at which the stress in the channel region is saturated. Therefore, for a transistor pair having a long channel length, the width in the channel length direction of the same region of the gate electrode may be narrower than that of a transistor pair having a short channel length. That is, a transistor pair having a long channel length can suppress an unbalance of transistor characteristics by a narrower gate electrode same region.

以上より、本実施形態に係る半導体装置では、図9(a)に示すように、トランジスタ5a,5bのチャネル長CL2はトランジスタ4a,4bのチャネル長CL1よりも長いため、トランジスタ5a,5bのゲート電極同一領域B5a,B5bは、トランジスタ4a,4bのゲート電極同一領域B4a,B4bよりも、チャネル長方向の幅が狭く設定されている。これにより、ゲート電極同一領域B5a,B5bはゲート電極同一領域B4a,B4bよりも狭くなり、レイアウトパターンが限定される範囲が狭くなるため、その分、自由にゲート電極を配置でき、設計の自由度を向上させることができる。   As described above, in the semiconductor device according to the present embodiment, as shown in FIG. 9A, the channel length CL2 of the transistors 5a and 5b is longer than the channel length CL1 of the transistors 4a and 4b, and thus the gates of the transistors 5a and 5b. The same electrode regions B5a and B5b are set to have a narrower width in the channel length direction than the gate electrode same regions B4a and B4b of the transistors 4a and 4b. As a result, the gate electrode identical regions B5a and B5b are narrower than the gate electrode identical regions B4a and B4b, and the range in which the layout pattern is limited is narrowed. Can be improved.

図11は本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図11の構造では、トランジスタ5a,5bのゲート電極同一領域B5a,B5bが隣接して配置されている。これにより、レイアウトパターンが限定される範囲がより狭くまとまるため、回路面積をさらに削減することが可能になる。   FIG. 11 is a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 11, the gate electrode identical regions B5a and B5b of the transistors 5a and 5b are arranged adjacent to each other. As a result, the range in which the layout pattern is limited is narrowed down, so that the circuit area can be further reduced.

図12も本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図9の構造では、トランジスタ4a,4bは隣り合って配置されており、トランジスタ5a,5bもまた隣り合って配置されていた。ただし、トランジスタ対をなすトランジスタは、必ずしも隣り合って配置されていなくてもかまわない。すなわち、図12の構造では、トランジスタ4a,4bが離れて配置されており、トランジスタ5a,5bもまた離れて配置されている。   FIG. 12 is also a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 9, the transistors 4a and 4b are disposed adjacent to each other, and the transistors 5a and 5b are also disposed adjacent to each other. However, the transistors forming the transistor pair are not necessarily arranged adjacent to each other. That is, in the structure of FIG. 12, the transistors 4a and 4b are arranged apart from each other, and the transistors 5a and 5b are also arranged apart from each other.

なお、各ゲート電極同一領域B4a,B4b,B5a,B5b内に形成されている周囲ゲート電極33は、電気的に接続されたアクティブなゲート電極であってもよいし、あるいは、電気的に接続されていないダミーのゲート電極であってもよい。ダミーゲート電極またはアクティブゲート電極のどちらでも選択できることから、設計の自由度を向上させつつ、トランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   The peripheral gate electrode 33 formed in the same region B4a, B4b, B5a, B5b of each gate electrode may be an electrically connected active gate electrode or may be electrically connected. A dummy gate electrode may be used. Since either a dummy gate electrode or an active gate electrode can be selected, an unbalance in transistor characteristics can be suppressed while improving design freedom.

(第4の実施形態)
この第4の実施形態では、トランジスタ対が、上述の第1および第2の実施形態で説明した活性領域同一領域と、上述の第3の実施形態で説明したゲート電極同一領域との両方を有している構造について説明する。
(Fourth embodiment)
In the fourth embodiment, the transistor pair has both the same active region region described in the first and second embodiments and the same gate electrode region described in the third embodiment. The structure which is doing is demonstrated.

図13は本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図13に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第1および第2のトランジスタとしてのトランジスタ41a,41bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第3および第4のトランジスタとしてのトランジスタ42a,42bとを備えている。トランジスタ42a,42bは、トランジスタ41a,41bとチャネル長が等しく、かつ、活性領域のチャネル長方向の長さがトランジスタ41a,41bよりも長くなっている。   FIG. 13 is a plan view showing a structural example of a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, the semiconductor device according to this embodiment includes transistors 41a and 41b as first and second transistors having the same channel length and channel width, and third and third transistors having the same channel length and channel width. Transistors 42a and 42b as fourth transistors are provided. The transistors 42a and 42b have the same channel length as the transistors 41a and 41b, and the length of the active region in the channel length direction is longer than that of the transistors 41a and 41b.

トランジスタ41a,41bは、活性領域パターンが同一である第1および第2の活性領域同一領域としての領域A41a,A41bを有している。また、トランジスタ42a,42bは、活性領域パターンが同一である第3および第4の活性領域同一領域としての領域A42a,A42bを有している。そして、トランジスタ42a,42bは、活性領域のチャネル長方向の長さがトランジスタ41a,41bよりも長いため、領域A42a,A42bのチャネル長方向の幅は、領域A41a,A41bのチャネル長方向の幅よりも、狭くなっている。これは第1の実施形態と同様である。   Transistors 41a and 41b have first and second active region identical regions A41a and A41b having the same active region pattern. Transistors 42a and 42b have regions A42a and A42b as third and fourth active region identical regions having the same active region pattern. Since the transistors 42a and 42b are longer in the channel length direction of the active region than the transistors 41a and 41b, the widths of the regions A42a and A42b in the channel length direction are larger than the widths of the regions A41a and A41b in the channel length direction. Even narrower. This is the same as in the first embodiment.

また、トランジスタ41a,41bは、ゲート電極パターンが同一である第1および第2のゲート電極同一領域としての領域B41a,B41bを有している。また、トランジスタ42a,42bは、ゲート電極パターンが同一である第3および第4のゲート電極同一領域としての領域B42a,B42bを有している。そして、トランジスタ42a,42bはトランジスタ41a,41bとチャネル長が等しいため、領域B42a,B42bのチャネル長方向の幅は、領域B41a,B41bのチャネル長方向の幅と等しくなっている。   The transistors 41a and 41b have regions B41a and B41b as the same region of the first and second gate electrodes having the same gate electrode pattern. The transistors 42a and 42b have regions B42a and B42b as third and fourth gate electrode identical regions having the same gate electrode pattern. Since the transistors 42a and 42b have the same channel length as the transistors 41a and 41b, the widths of the regions B42a and B42b in the channel length direction are equal to the widths of the regions B41a and B41b in the channel length direction.

図13の構成では、活性領域同一領域A41a,A41bとゲート電極同一領域B41a,B41bとは、サイズが異なっており、活性領域同一領域A42a,A42bとゲート電極同一領域B42a,B42bとは、サイズが異なっている。   In the configuration of FIG. 13, the active region identical regions A41a and A41b and the gate electrode identical regions B41a and B41b are different in size, and the active region identical regions A42a and A42b and the gate electrode identical regions B42a and B42b are different in size. Is different.

本実施形態によると、活性領域同一領域A41a,A41b,A42a,A42bと、ゲート電極同一領域B41a,B41b,B42a,B42bとを別個独立に設定することによって、レイアウトの自由度を向上させることができる。例えば、トランジスタ特性のアンバランスに対して、活性領域形状が及ぼす影響度の方がゲート電極形状が及ぼす影響度よりも小さいレイアウトの場合、図13に示すように、活性領域同一領域A42a,A42bをゲート電極同一領域B42a,B42bよりもチャネル長方向に狭く設定できる。このため、活性領域のレイアウトパターンが制限される領域が減り、またゲート電極のレイアウトに関しても、活性領域形状に制限される範囲が減るため、より自由にレイアウトを決定することが可能になる。   According to the present embodiment, it is possible to improve the degree of freedom of layout by setting the active region identical regions A41a, A41b, A42a, A42b and the gate electrode identical regions B41a, B41b, B42a, B42b separately and independently. . For example, in the case of a layout in which the influence of the active region shape is smaller than the influence of the gate electrode shape on the unbalance of the transistor characteristics, as shown in FIG. 13, the active region identical regions A42a and A42b are It can be set narrower in the channel length direction than the gate electrode identical regions B42a and B42b. For this reason, the area where the layout pattern of the active region is limited is reduced, and the layout of the gate electrode is also limited because the range limited to the active region shape is reduced, so that the layout can be determined more freely.

図14は本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図14の構造は、図13におけるトランジスタ42a,42bに代えて、トランジスタ41a,41bよりもチャネル長が長く、かつ、活性領域のチャネル長方向の長さがトランジスタ41a,41bと等しいトランジスタ43a,43bを備えている。   FIG. 14 is a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. In the structure of FIG. 14, instead of the transistors 42a and 42b in FIG. 13, the transistors 43a and 43b have a channel length longer than that of the transistors 41a and 41b and the length of the active region in the channel length direction is equal to the transistors 41a and 41b. It has.

トランジスタ43a,43は、活性領域パターンが同一である第3および第4の活性領域同一領域としての領域A43a,A43bを有している。そして、トランジスタ43a,43bは、活性領域のチャネル長方向の長さがトランジスタ41a,41bと等しいため、領域A43a,A43bのチャネル長方向の幅は、領域A41a,A41bのチャネル長方向の幅と等しくなっている。   The transistors 43a and 43 have regions A43a and A43b as third and fourth active region identical regions having the same active region pattern. Since the transistors 43a and 43b have the same active region in the channel length direction as the transistors 41a and 41b, the widths of the regions A43a and A43b in the channel length direction are equal to the widths of the regions A41a and A41b in the channel length direction. It has become.

また、トランジスタ43a,43bは、ゲート電極パターンが同一である第3および第4のゲート電極同一領域としての領域B43a,B43bを有している。そして、トランジスタ43a,43bはトランジスタ41a,41bよりもチャネル長が長いため、領域B43a,B43bのチャネル長方向の幅は、領域B41a,B41bのチャネル長方向の幅よりも狭くなっている。これは第3の実施形態と同様である。   The transistors 43a and 43b have regions B43a and B43b as third and fourth gate electrode identical regions having the same gate electrode pattern. Since the transistors 43a and 43b have longer channel lengths than the transistors 41a and 41b, the widths of the regions B43a and B43b in the channel length direction are narrower than the widths of the regions B41a and B41b in the channel length direction. This is the same as in the third embodiment.

図14の構成では、活性領域同一領域A41a,A41bとゲート電極同一領域B41a,B41bとは、サイズが異なっており、活性領域同一領域A43a,A43bとゲート電極同一領域B43a,B43bとは、サイズが異なっている。   In the configuration of FIG. 14, the active region identical regions A41a and A41b and the gate electrode identical regions B41a and B41b are different in size, and the active region identical regions A43a and A43b and the gate electrode identical regions B43a and B43b are different in size. Is different.

トランジスタ特性のアンバランスに対して、ゲート電極形状が及ぼす影響度の方が活性領域形状が及ぼす影響度よりも小さいレイアウトの場合、図14に示すように、ゲート電極同一領域B43a,B43bを活性領域同一領域A43a,A43bよりもチャネル長方向に狭く設定できる。このため、ゲート電極のレイアウトパターンが制限される領域が減り、また活性領域のレイアウトに関しても、ゲート電極形状に制限される範囲が減るため、より自由にレイアウトを決定することが可能になる。   In the case of a layout in which the influence of the gate electrode shape on the transistor characteristic imbalance is smaller than the influence of the active region shape, as shown in FIG. 14, the gate electrode identical regions B43a and B43b are made active regions. It can be set narrower in the channel length direction than the same regions A43a and A43b. For this reason, the area where the layout pattern of the gate electrode is restricted is reduced, and the area restricted by the gate electrode shape is reduced with respect to the layout of the active area, so that the layout can be determined more freely.

なおここでは、本実施形態を第1または第3の実施形態と組み合わせて実施した構成について説明したが、第2の実施形態と組み合わせて実施することも可能である。例えば図13の構成において、トランジスタ42a,42bの活性領域のチャネル幅方向の長さがトランジスタ41a,41bよりも長いとき、領域A42a,A42bのチャネル幅方向の幅を、領域A41a,A41bのチャネル幅方向の幅よりも、狭くしてもよい。もちろん、第1〜第3の実施形態のうちの2つ以上と組み合わせて実施することも可能である。   Here, the configuration in which the present embodiment is implemented in combination with the first or third embodiment has been described. However, the present embodiment may be implemented in combination with the second embodiment. For example, in the configuration of FIG. 13, when the lengths of the active regions of the transistors 42a and 42b are longer than those of the transistors 41a and 41b, the widths of the regions A42a and A42b in the channel width direction are It may be narrower than the width in the direction. Of course, it is also possible to implement in combination with two or more of the first to third embodiments.

<活性領域パターン・ゲート電極パターンが「同一」について>
本願明細書において、活性領域パターン・ゲート電極パターンが「同一」であるとは、パターンのサイズや形状自体が同一であればよいものとし、パターンが回転していたり、あるいは、裏返しになっていたりしてもよいものとする。例えば、パターン同士が線対称や点対称になっている場合も、「同一」に含むものとする。これにより、レイアウトの自由度が向上する。
<About the same active region pattern and gate electrode pattern>
In the present specification, the active region pattern and the gate electrode pattern are “same” as long as the pattern size and shape itself are the same, and the pattern is rotated or turned over. You may do it. For example, the case where the patterns are line symmetric or point symmetric is also included as “same”. Thereby, the freedom degree of a layout improves.

図15は変形例に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図15の変形例では、活性領域パターン同士、ゲート電極パターン同士が線対称になっている。図15に示すように、本変形例に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ44a,44bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ45a,45bとを備えている。トランジスタ45a,45bはトランジスタ44a,44bよりも、チャネル長と活性領域のチャネル長方向の長さとが長くなっている。   FIG. 15 is a plan view showing a structural example of a semiconductor device according to a modification. In the modification of FIG. 15, the active region patterns and the gate electrode patterns are line symmetric. As shown in FIG. 15, the semiconductor device according to this modification includes transistors 44a and 44b having the same channel length and channel width, and transistors 45a and 45b having the same channel length and channel width. In the transistors 45a and 45b, the channel length and the length of the active region in the channel length direction are longer than those of the transistors 44a and 44b.

そして、トランジスタ44a,44bは、活性領域同一領域A44a,A44bとゲート電極同一領域B44a,B44bとを有している。ここで、活性領域同一領域A44a,A44bにおいて、活性領域パターンすなわち活性領域および周囲活性領域の形状と配置は、線対称の関係にある。同様に、ゲート電極同一領域B44a,B44bにおいて、ゲート電極パターンすなわちゲート電極および周囲ゲート電極の形状と配置は、線対称の関係にある。   Transistors 44a and 44b have active region identical regions A44a and A44b and gate electrode identical regions B44a and B44b. Here, in the active region identical regions A44a and A44b, the active region pattern, that is, the shape and arrangement of the active region and the surrounding active region are in a line-symmetric relationship. Similarly, in the same gate electrode regions B44a and B44b, the shape and arrangement of the gate electrode pattern, that is, the gate electrode and the surrounding gate electrode are in a line-symmetric relationship.

また、トランジスタ45a,45bは、活性領域同一領域A45a,A45bとゲート電極同一領域B45a,B45bとを有している。ここで、活性領域同一領域A45a,A45bにおいて、活性領域パターンは線対称の関係にあり、同様に、ゲート電極同一領域B45a,B45bにおいて、ゲート電極パターンは線対称の関係にある。そして、活性領域同一領域A45a,A45bは活性領域同一領域A44a,A44bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっており、ゲート電極同一領域B45a,B45bはゲート電極同一領域B44a,B44bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっている。   Transistors 45a and 45b have active region identical regions A45a and A45b and gate electrode identical regions B45a and B45b. Here, in the same active region A45a, A45b, the active region pattern is in a line-symmetric relationship, and similarly, in the same gate electrode region B45a, B45b, the gate electrode pattern is in a line-symmetric relationship. The active region identical regions A45a and A45b are narrower in the channel length direction than the active region identical regions A44a and A44b, and the gate electrode identical regions B45a and B45b are channeled more than the gate electrode identical regions B44a and B44b. The width in the long direction is narrow.

図16は他の変形例に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図16の変形例では、活性領域パターン同士、ゲート電極パターン同士が点対称になっている。図16に示すように、本変形例に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ50a,50bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ51a,51bとを備えている。トランジスタ51a,51bはトランジスタ50a,50bよりも、チャネル長と活性領域のチャネル長方向の長さとが長くなっている。   FIG. 16 is a plan view showing a structural example of a semiconductor device according to another modification. In the modification of FIG. 16, the active region patterns and the gate electrode patterns are point-symmetric. As shown in FIG. 16, the semiconductor device according to this modification includes transistors 50a and 50b having the same channel length and channel width, and transistors 51a and 51b having the same channel length and channel width. In the transistors 51a and 51b, the channel length and the length of the active region in the channel length direction are longer than those of the transistors 50a and 50b.

そして、トランジスタ50a,50bは、活性領域同一領域A50a,A50bとゲート電極同一領域B50a,B50bとを有している。ここで、活性領域同一領域A50a,A50bにおいて、活性領域パターンは点対称の関係にある。同様に、ゲート電極同一領域B50a,B50bにおいて、ゲート電極パターンは点対称の関係にある。   Transistors 50a and 50b have active region identical regions A50a and A50b and gate electrode identical regions B50a and B50b. Here, in the same active region A50a, A50b, the active region pattern has a point-symmetric relationship. Similarly, in the same gate electrode region B50a, B50b, the gate electrode pattern is point-symmetric.

また、トランジスタ51a,51bは、活性領域同一領域A51a,A51bとゲート電極同一領域B51a,B51bとを有している。ここで、活性領域同一領域A51a,A51bにおいて、活性領域パターンは点対称の関係にあり、同様に、ゲート電極同一領域B51a,B51bにおいて、ゲート電極パターンは点対称の関係にある。そして、活性領域同一領域A51a,A51bは活性領域同一領域A50a,A50bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっており、ゲート電極同一領域B51a,B51bはゲート電極同一領域B50a,B50bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっている。   Transistors 51a and 51b have active region identical regions A51a and A51b and gate electrode identical regions B51a and B51b. Here, in the same active region A51a, A51b, the active region pattern is point-symmetric, and similarly, in the same gate electrode region B51a, B51b, the gate electrode pattern is point-symmetric. The active region identical regions A51a and A51b are narrower in the channel length direction than the active region identical regions A50a and A50b, and the gate electrode identical regions B51a and B51b are channeled more than the gate electrode identical regions B50a and B50b. The width in the long direction is narrow.

図17は他の変形例に係る、対をなすトランジスタが活性領域を共有する場合のレイアウトの例である。図17のレイアウトでは、対をなすTr.A,Tr.Bに関して、活性領域パターンおよびゲート電極パターンが線対称または点対称となっており、すなわち、互いに同一になっている。したがって、上述した各実施形態と同様の作用効果が得られ、活性領域およびゲート電極のレイアウトパターンに起因するトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   FIG. 17 is an example of a layout in which a pair of transistors share an active region according to another modification. In the layout of FIG. A, Tr. With respect to B, the active region pattern and the gate electrode pattern are line-symmetric or point-symmetric, ie, the same. Therefore, the same effects as those of the above-described embodiments can be obtained, and the unbalance of transistor characteristics due to the layout pattern of the active region and the gate electrode can be suppressed.

(第5の実施形態)
図18は本発明の第5の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。図18に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ56a,56bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ57a,57bとを備えている。トランジスタ57a,57bはトランジスタ56a,56bよりも、チャネル長と活性領域のチャネル長方向の長さとが長くなっている。
(Fifth embodiment)
FIG. 18 is a plan view showing a structural example of a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 18, the semiconductor device according to this embodiment includes transistors 56a and 56b having the same channel length and channel width, and transistors 57a and 57b having the same channel length and channel width. The transistors 57a and 57b have a channel length and a length in the channel length direction of the active region longer than those of the transistors 56a and 56b.

そして、トランジスタ56a,56bは、活性領域同一領域A56a,A56bとゲート電極同一領域B56a,B56bとを有している。また、トランジスタ57a,57bは、活性領域同一領域A57a,A57bとゲート電極同一領域B57a,B57bとを有している。そして、活性領域同一領域A57a,A57bは活性領域同一領域A56a,A56bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっており、ゲート電極同一領域B57a,B57bはゲート電極同一領域B56a,B56bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっている。   Transistors 56a and 56b have active region identical regions A56a and A56b and gate electrode identical regions B56a and B56b. Transistors 57a and 57b have active region identical regions A57a and A57b and gate electrode identical regions B57a and B57b. The active region identical regions A57a and A57b are narrower in the channel length direction than the active region identical regions A56a and A56b, and the gate electrode identical regions B57a and B57b are channeled more than the gate electrode identical regions B56a and B56b. The width in the long direction is narrow.

また、図18の構成では、トランジスタ56a,56bのソース/ドレインの向きが同じであり、同様に、トランジスタ57a,57bのソース/ドレインの向きが同じである。すなわち、トランジスタ56a,56b同士で、また、トランジスタ57a,57b同士で、半導体装置を基準とした電流の向きが同一である。このように、ソース/ドレインの向きを対を成すトランジスタ間で同一にすることにより、電流の向きによるトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   In the configuration of FIG. 18, the source / drain directions of the transistors 56a and 56b are the same, and similarly, the source / drain directions of the transistors 57a and 57b are the same. That is, the direction of the current with respect to the semiconductor device is the same between the transistors 56a and 56b and between the transistors 57a and 57b. In this way, by making the source / drain direction the same between the paired transistors, an unbalance in transistor characteristics due to the current direction can be suppressed.

すなわち、トランジスタの製造工程において、ゲート電極をマスクとして半導体基板に対して不純物注入を実施し、ソース/ドレイン領域を形成する際に、対象のトランジスタのウェハ位置によっては注入角度が大きく発生する可能性がある。このとき、ゲート電極による注入の遮蔽が発生し、ソース/ドレインの不純物分布の非対称が発生する。このため、対をなすトランジスタのソース/ドレインの向きが異なるとき、不純物分布の非対称性がトランジスタ電流などの特性に大きな差異を発生させる可能性がある。   That is, in the transistor manufacturing process, when the impurity implantation is performed on the semiconductor substrate using the gate electrode as a mask to form the source / drain regions, a large implantation angle may occur depending on the wafer position of the target transistor. There is. At this time, the implantation is blocked by the gate electrode, and the source / drain impurity distribution is asymmetric. For this reason, when the source / drain orientations of the paired transistors are different, the asymmetry of the impurity distribution may cause a large difference in characteristics such as transistor current.

図18の構成により、活性領域やゲート電極のレイアウトパターンによるトランジスタ特性のアンバランスを抑制しつつ、対をなすトランジスタのソース/ドレインの向きを同一にすることによって、不純物分布の非対称によるトランジスタ特性のアンバランスも抑制することができる。   With the configuration of FIG. 18, by suppressing the unbalance of the transistor characteristics due to the layout pattern of the active region and the gate electrode, by making the source / drain directions of the paired transistors the same, the transistor characteristics due to the asymmetry of the impurity distribution Unbalance can also be suppressed.

図19は本実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。図19の半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ62a,62bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しいトランジスタ63a,63bとを備えている。トランジスタ63a,63bはトランジスタ62a,62bよりも、チャネル長と活性領域のチャネル長方向の長さとが長くなっている。   FIG. 19 is a plan view showing another structural example of the semiconductor device according to the present embodiment. The semiconductor device in FIG. 19 includes transistors 62a and 62b having the same channel length and channel width, and transistors 63a and 63b having the same channel length and channel width. In the transistors 63a and 63b, the channel length and the length of the active region in the channel length direction are longer than those of the transistors 62a and 62b.

そして、トランジスタ62a,62bは、活性領域同一領域A62a,A62bとゲート電極同一領域B62a,B62bとを有している。また、トランジスタ63a,63bは、活性領域同一領域A63a,A63bとゲート電極同一領域B63a,B63bとを有している。活性領域同一領域A63a,A63bは活性領域同一領域A62a,A62bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっており、ゲート電極同一領域B63a,B63bはゲート電極同一領域B62a,B62bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっている。   Transistors 62a and 62b have active region identical regions A62a and A62b and gate electrode identical regions B62a and B62b. Transistors 63a and 63b have active region identical regions A63a and A63b and gate electrode identical regions B63a and B63b. The active region identical regions A63a and A63b are narrower in the channel length direction than the active region identical regions A62a and A62b, and the gate electrode identical regions B63a and B63b are closer to the channel length direction than the gate electrode identical regions B62a and B62b. The width of is narrow.

ここで、活性領域同一領域A62a,A62bにおいて、活性領域パターンは線対称の関係にある。また、活性領域同一領域A63a,A63bにおいて、活性領域パターンは線対称の関係にある。   Here, in the active region identical regions A62a and A62b, the active region patterns are in a line-symmetric relationship. In the active region identical regions A63a and A63b, the active region patterns have a line-symmetric relationship.

図19の構成では、対を成すトランジスタ62a,62bのソース/ドレインの向きが、活性領域同一領域A62a,A62bにおける活性領域パターンに対して一致している。すなわち、活性領域同一領域A62a,A62bの活性領域パターンが線対称の関係にあるので、トランジスタ62a,62bのソース/ドレインの向きも、活性領域パターンに合わせて、線対称すなわち逆向きになっている。同様に、トランジスタ63a,63bのソース/ドレインの向きも、活性領域同一領域A63a,A63bの活性領域パターンが線対称なので、それに合わせて逆向きになっている。すなわち、対をなすトランジスタは、活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが、同一になっている。なお、図18の構成でも、同様のことが言える。   In the configuration of FIG. 19, the direction of the source / drain of the paired transistors 62a and 62b coincides with the active region pattern in the same active region A62a and A62b. That is, since the active region patterns of the same active regions A62a and A62b have a line-symmetric relationship, the direction of the source / drain of the transistors 62a and 62b is also line-symmetric, that is, opposite to the active region pattern. . Similarly, the directions of the source / drain of the transistors 63a and 63b are opposite to each other because the active region patterns of the same active region A63a and A63b are line symmetric. That is, the paired transistors have the same current direction based on the active region pattern in the same active region. The same applies to the configuration of FIG.

対を成すトランジスタ間で、ソース/ドレインの向きを、活性領域パターンに対して同一にすることによって、機械的応力の非対称性によるトランジスタ特性のアンバランスを抑制することができる。   By making the direction of the source / drain between the paired transistors the same with respect to the active region pattern, an unbalance of transistor characteristics due to asymmetry of mechanical stress can be suppressed.

STIからの機械的応力は、チャネルの電子移動度に影響を及ぼすだけでなく、トランジスタの製造工程において、熱処理工程の不純物の拡散にも影響を及ぼす。よって、トランジスタの活性領域パターンがソース/ドレイン近傍で非対称となっている場合、機械的応力のかかり方がソース側とドレイン側とで異なることによって、ソース/ドレイン近傍のチャネル領域における不純物分布がソース/ドレインで非対称となる。このため、対をなすトランジスタのソース/ドレインの向きが異なるとき、機械的応力に起因する不純物分布の非対称性がトランジスタ電流などの特性に大きな差異を発生させる。   The mechanical stress from the STI not only affects the electron mobility of the channel, but also affects the diffusion of impurities in the heat treatment process in the transistor manufacturing process. Therefore, when the active region pattern of the transistor is asymmetric near the source / drain, the mechanical stress is applied differently on the source side and the drain side, so that the impurity distribution in the channel region near the source / drain is / Asymmetric at the drain. For this reason, when the source / drain directions of the paired transistors are different, the asymmetry of the impurity distribution caused by the mechanical stress causes a large difference in characteristics such as transistor current.

図19の構成により、活性領域やゲート電極のレイアウトパターンによるトランジスタ特性のアンバランスを抑制しつつ、活性領域パターンに対してソース/ドレインの向きを同一にすることによって、不純物分布の非対称によるトランジスタ特性のアンバランスも抑制することができる。   With the configuration of FIG. 19, the transistor characteristics due to the asymmetry of the impurity distribution are obtained by making the source / drain directions the same with respect to the active region pattern while suppressing the unbalance of the transistor characteristics due to the layout pattern of the active region and gate electrode It is also possible to suppress unbalance.

(第6の実施形態)
図20は本発明の第6の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。また併せて、図示したトランジスタを用いた差動回路の回路図を示している。図20の半導体装置は、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第1および第2のトランジスタとしてのトランジスタ68a,68bと、チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第3および第4のトランジスタとしてのトランジスタ74a,74bとを備えている。トランジスタ74a,74bはトランジスタ68a,68bよりも、チャネル長と、活性領域のチャネル長方向およびチャネル幅方向の長さとが長くなっている。
(Sixth embodiment)
FIG. 20 is a plan view showing a structural example of the semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. In addition, a circuit diagram of a differential circuit using the illustrated transistor is also shown. 20 includes transistors 68a and 68b as first and second transistors having the same channel length and channel width, and transistors 74a and 68b as third and fourth transistors having the same channel length and channel width. 74b. Transistors 74a and 74b have longer channel lengths and lengths in the channel length direction and channel width direction of the active region than transistors 68a and 68b.

そして、トランジスタ68a,68bは、活性領域同一領域A68a,A68bとゲート電極同一領域B68a,B68bとを有している。また、トランジスタ74a,74bは、活性領域同一領域A74a,A74bとゲート電極同一領域B74a,B74bとを有している。活性領域同一領域A74a,A74bは活性領域同一領域A68a,A68bよりも、チャネル長方向およびチャネル幅方向の幅が狭くなっており、ゲート電極同一領域B63a,B63bはゲート電極同一領域B62a,B62bよりも、チャネル長方向の幅が狭くなっている。   Transistors 68a and 68b have active region identical regions A68a and A68b and gate electrode identical regions B68a and B68b. Transistors 74a and 74b have active region identical regions A74a and A74b and gate electrode identical regions B74a and B74b. The active region identical regions A74a and A74b are narrower in the channel length direction and the channel width direction than the active region identical regions A68a and A68b, and the gate electrode identical regions B63a and B63b are smaller than the gate electrode identical regions B62a and B62b. The width in the channel length direction is narrow.

ここで、活性領域同一領域A68a,A68bにおいて、活性領域パターンは線対称の関係にあり、ゲート電極同一領域B68a,B68bにおいて、ゲート電極パターンは線対称の関係にある。また同様に、活性領域同一領域A74a,A74bにおいて、活性領域パターンは線対称の関係にあり、ゲート電極同一領域B74a,B74bにおいて、ゲート電極パターンは線対称の関係にある。さらに、トランジスタ68a,68bのソース/ドレインの向きは逆向きであり、活性領域同一領域A68a,A68bの活性領域パターンを基準とした電流の向きが一致している。トランジスタ74a,74bのソース/ドレインの向きも逆向きであり、活性領域同一領域A74a,A74bの活性領域パターンを基準とした電流の向きが一致している。   Here, in the same active region A68a and A68b, the active region pattern has a line-symmetric relationship, and in the same gate electrode region B68a and B68b, the gate electrode pattern has a line-symmetric relationship. Similarly, in the same active region A74a, A74b, the active region pattern has a line-symmetric relationship, and in the same gate electrode region B74a, B74b, the gate electrode pattern has a line-symmetric relationship. Further, the directions of the source / drain of the transistors 68a and 68b are opposite to each other, and the directions of currents based on the active region pattern of the same active region A68a and A68b are the same. The directions of the source / drain of the transistors 74a and 74b are also opposite to each other, and the directions of currents based on the active region pattern of the same active region A74a and A74b are the same.

図20の構成によると、第5の実施形態で説明したように、対をなすトランジスタで活性領域パターンを基準とした電流の向きを同一にすることによって、機械的応力起因の不純物分布の非対称によるトランジスタ特性のアンバランスも抑制できる。ただし、ウェハすなわち当該半導体装置に対しては、ソース/ドレインの向きがトランジスタ68a,68bで異なっているため、注入起因の不純物分布の非対称が発生する可能性がある。   According to the configuration of FIG. 20, as described in the fifth embodiment, by making the current direction the same with respect to the active region pattern in the paired transistors, the asymmetry of the impurity distribution caused by the mechanical stress is caused. Unbalance of transistor characteristics can also be suppressed. However, since the direction of the source / drain differs between the transistors 68a and 68b with respect to the wafer, that is, the semiconductor device, there is a possibility that asymmetry of the impurity distribution due to implantation may occur.

そこで本実施形態では、トランジスタ68a,68bに対して、活性領域パターンおよびゲート電極パターンが等しく、ソース/ドレインの向きも等しい、対を成す第5および第6のトランジスタとしてのトランジスタ69a,69bを設けて、電流の向きの不一致を相殺するように接続している。同様に、トランジスタ74a,74bに対して、活性領域パターンおよびゲート電極パターンが等しく、ソース/ドレインの向きも等しい、対を成すトランジスタ75a,75bを設けて、電流の向きの不一致を相殺するように接続している。トランジスタ69a,69bは、活性領域同一領域A69a,A69bとゲート電極同一領域B69a,B69bとを有し、トランジスタ75a,75bは、活性領域同一領域A75a,A75bとゲート電極同一領域B75a,B75bとを有している。   Therefore, in the present embodiment, transistors 69a and 69b as a pair of fifth and sixth transistors having the same active region pattern and gate electrode pattern and the same source / drain direction are provided for the transistors 68a and 68b. Thus, the connection is made so as to cancel out the mismatch of the current directions. Similarly, paired transistors 75a and 75b having the same active region pattern and the same gate electrode pattern and the same source / drain direction are provided for the transistors 74a and 74b so as to cancel the mismatch of the current directions. Connected. The transistors 69a and 69b have the same active region A69a and A69b and the same gate electrode region B69a and B69b. The transistors 75a and 75b have the same active region A75a and A75b and the same gate electrode region B75a and B75b. doing.

トランジスタ69aは、当該半導体装置を基準とした電流の向きがトランジスタ68aと逆である。そして回路図に示すように、トランジスタ69aは、トランジスタ68aと、ソース、ドレインおよびゲートがそれぞれ接続されている。また、トランジスタ69bは、当該半導体装置を基準とした電流の向きがトランジスタ68bと逆であり、トランジスタ68bと、ソース、ドレインおよびゲートがそれぞれ接続されている。同様に、トランジスタ75aは、当該半導体装置を基準とした電流の向きがトランジスタ74aと逆であり、トランジスタ74aと、ソース、ドレインおよびゲートがそれぞれ接続されている。また、トランジスタ75bは、当該半導体装置を基準とした電流の向きがトランジスタ74bと逆であり、トランジスタ74bと、ソース、ドレインおよびゲートがそれぞれ接続されている。   The direction of the current of the transistor 69a with respect to the semiconductor device is opposite to that of the transistor 68a. As shown in the circuit diagram, the transistor 69a is connected to the transistor 68a at the source, the drain, and the gate. The transistor 69b has a current direction reverse to that of the transistor 68b with respect to the semiconductor device, and the transistor 68b is connected to the source, the drain, and the gate. Similarly, in the transistor 75a, the direction of current with respect to the semiconductor device is opposite to that of the transistor 74a, and the transistor 74a is connected to the source, the drain, and the gate. The transistor 75b has a current direction reverse to that of the transistor 74b with respect to the semiconductor device, and the transistor 74b is connected to the source, the drain, and the gate.

図20のような構成により、活性領域およびゲート電極のレイアウト起因のトランジスタ特性のアンバランス、機械的応力起因の不純物分布の非対称性によるアンバランスを抑制しつつ、注入起因の不純物分布の非対称性によるアンバランスも、抑制することができる。したがって、これらのアンバランスを抑制しつつ、レイアウトパターンを制限する領域を削減することができ、よって、設計の自由度を向上させるとともに回路面積の増大を抑制することができる。   The configuration shown in FIG. 20 suppresses the unbalance of the transistor characteristics due to the layout of the active region and the gate electrode and the unbalance due to the asymmetry of the impurity distribution due to the mechanical stress, and the asymmetry of the impurity distribution due to the implantation. Unbalance can also be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the area that restricts the layout pattern while suppressing these imbalances, thereby improving the degree of design freedom and suppressing an increase in circuit area.

本発明では、回路面積の増大を抑制しつつ、レイアウトパターンに起因するトランジスタ対の特性のアンバランスを抑制できるため、例えば、STIなどの素子分離技術を用いたトランジスタを有する半導体装置において、歩留まり低下を抑制しつつ、差動回路を含む半導体回路の性能を向上するのに有用である。   In the present invention, an increase in circuit area can be suppressed and an unbalance in characteristics of transistor pairs due to a layout pattern can be suppressed. For example, in a semiconductor device having a transistor using an element isolation technique such as STI, a yield reduction can be achieved. This is useful for improving the performance of a semiconductor circuit including a differential circuit.

(a)は第1の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図、(b)は(a)に示したトランジスタを用いた差動回路の回路図である。(A) is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment, (b) is a circuit diagram of the differential circuit using the transistor shown to (a). 第1の実施形態に係る半導体装置の効果を検証するためのプロセスシミュレーション解析結果である。It is a process simulation analysis result for verifying the effect of the semiconductor device concerning a 1st embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 1st Embodiment. (a)は第2の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図、(b)は(a)に示したトランジスタを用いた差動回路の回路図である。(A) is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment, (b) is a circuit diagram of the differential circuit using the transistor shown to (a). 第2の実施形態に係る半導体装置の効果を検証するためのプロセスシミュレーション解析結果である。It is a process simulation analysis result for verifying the effect of the semiconductor device concerning a 2nd embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. 第2の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 2nd Embodiment. (a)は第3の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図、(b)は(a)に示したトランジスタを用いた差動回路の回路図である。(A) is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment, (b) is a circuit diagram of the differential circuit using the transistor shown to (a). 第3の実施形態に係る半導体装置の効果を検証するためのプロセスシミュレーション解析結果である。It is a process simulation analysis result for verifying the effect of the semiconductor device concerning a 3rd embodiment. 第3の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 第3の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 3rd Embodiment. 第4の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 第4の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 4th Embodiment. 変形例に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on a modification. 他の変形例に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on another modification. 他の変形例に係る、対をなすトランジスタが活性領域を共有する場合のレイアウトの例である。It is an example of a layout in case the transistor which makes a pair based on another modification shares an active region. 第5の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. 第5の実施形態に係る半導体装置の他の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the other structural example of the semiconductor device which concerns on 5th Embodiment. 第6の実施形態に係る半導体装置の構造例を示す平面図である。It is a top view which shows the structural example of the semiconductor device which concerns on 6th Embodiment. 従来技術の半導体装置を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the semiconductor device of a prior art.

1a,4a 第1のトランジスタ
1b,4b 第2のトランジスタ
2a,3a,5a 第3のトランジスタ
2b,3b,5b 第4のトランジスタ
11a,11b,13a,13b,21a,21b 活性領域
12 周囲活性領域
32a,32b,34a,34b ゲート電極
A1a 第1の活性領域同一領域
A1b 第2の活性領域同一領域
A2a,A3a 第3の活性領域同一領域
A2b,A3b 第4の活性領域同一領域
OL1,OL2 活性領域のチャネル長方向長さ
OW1,OW2 活性領域のチャネル幅方向長さ
B4a 第1のゲート電極同一領域
B4b 第2のゲート電極同一領域
B5a 第3のゲート電極同一領域
B5b 第4のゲート電極同一領域
CL1,CL2 チャネル長
41a,44a,50a,56a,62a,68a 第1のトランジスタ
41b,44b,50b,56b,62b,68b 第2のトランジスタ
42a,43a,45a,51a,57a,63a,74a 第3のトランジスタ
42b,43b,45b,51b,57b,63b,74b 第4のトランジスタ
69a 第5のトランジスタ
69b 第6のトランジスタ
A41a,A44a,A50a,A56a,A62a,A68a 第1の活性領域同一領域
A41b,A44b,A50b,A56b,A62b,A68b 第2の活性領域同一領域
A42a,A43a,A45a,A51a,A63a,A74a 第3の活性領域同一領域
A42b,A43b,A45b,A51b,A63b,A74b 第4の活性領域同一領域
B41a,B44a,B50a,B56a,B62a,B68a 第1のゲート電極同一領域
B41b,B44b,B50b,B56b,B62b,B68b 第2のゲート電極同一領域
B42a,B43a,B45a,B51a,B57a,B63a,B74a 第3のゲート電極同一領域
B42b,B43b,B45b,B51b,B57b,B63b,B74b 第4のゲート電極同一領域
1a, 4a 1st transistor 1b, 4b 2nd transistor 2a, 3a, 5a 3rd transistor 2b, 3b, 5b 4th transistor 11a, 11b, 13a, 13b, 21a, 21b Active region 12 Surrounding active region 32a , 32b, 34a, 34b Gate electrode A1a First active region identical region A1b Second active region identical region A2a, A3a Third active region identical region A2b, A3b Fourth active region identical region OL1, OL2 Channel length direction length OW1, OW2 Channel width direction length of active region B4a First gate electrode same region B4b Second gate electrode same region B5a Third gate electrode same region B5b Fourth gate electrode same region CL1, CL2 channel length 41a, 44a, 50a, 56a, 62a, 68a first transistor 41b, 44b, 50b, 56b, 62b, 68b Second transistor 42a, 43a, 45a, 51a, 57a, 63a, 74a Third transistor 42b, 43b, 45b, 51b, 57b, 63b, 74b Fourth transistor 69a Fifth transistor 69b Sixth transistors A41a, A44a, A50a, A56a, A62a, A68a First active region identical region A41b, A44b, A50b, A56b, A62b, A68b Second active region identical region A42a, A43a, A45a , A51a, A63a, A74a Third active region same region A42b, A43b, A45b, A51b, A63b, A74b Fourth active region same region B41a, B44a, B50a, B56a, B62a, B68a First gate electrode same region B 41b, B44b, B50b, B56b, B62b, B68b Second gate electrode same region B42a, B43a, B45a, B51a, B57a, B63a, B74a Third gate electrode same region B42b, B43b, B45b, B51b, B57b, B63b, B74b Fourth gate electrode same region

Claims (10)

チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第3および第4のトランジスタとを備え、
前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域とこの活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第1および第2の活性領域同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域と前記活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第3および第4の活性領域同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタの活性領域は、前記第1および第2のトランジスタの活性領域よりも、チャネル長方向の長さが長く、
前記第3および第4の活性領域同一領域は、前記第1および第2の活性領域同一領域よりも、チャネル長方向の幅が狭い
ことを特徴とする半導体装置。
First and second transistors having equal channel lengths and channel widths and used as transistor pairs;
A channel length and a channel width are equal to each other, and comprise third and fourth transistors used as transistor pairs,
The first and second transistors have the same active region pattern composed of an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. Two active regions having the same region,
The third and fourth transistors have the same active region pattern composed of an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. 4 active regions have the same region,
The active regions of the third and fourth transistors are longer in the channel length direction than the active regions of the first and second transistors,
The third and fourth active region identical regions have a narrower width in the channel length direction than the first and second active region identical regions.
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対としての第3および第4のトランジスタとを備え、
前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域とこの活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第1および第2の活性領域同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタの活性領域と前記活性領域の周囲に素子分離領域を介して形成された周囲活性領域とからなる活性領域パターンが互いに同一である、第3および第4の活性領域同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタの活性領域は、前記第1および第2のトランジスタの活性領域よりも、チャネル幅方向の長さが長く、
前記第3および第4の活性領域同一領域は、前記第1および第2の活性領域同一領域よりも、チャネル幅方向の幅が狭い
ことを特徴とする半導体装置。
First and second transistors having equal channel lengths and channel widths and used as transistor pairs;
A channel length and a channel width are equal to each other, and comprise a third and a fourth transistor as a transistor pair,
The first and second transistors have the same active region pattern composed of an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. Two active regions having the same region,
The third and fourth transistors have the same active region pattern composed of an active region of the transistor and a peripheral active region formed around the active region via an element isolation region. 4 active regions have the same region,
The active regions of the third and fourth transistors are longer in the channel width direction than the active regions of the first and second transistors,
The third and fourth active region identical regions have a narrower width in the channel width direction than the first and second active region identical regions.
請求項1または2において、
前記周囲活性領域のうちの少なくとも一部は、ダミー素子を構成するものである
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or 2,
At least a part of the surrounding active region constitutes a dummy element.
請求項1または2において、
前記周囲活性領域のうちの少なくとも一部は、アクティブ素子を構成するものである
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or 2,
At least a part of the surrounding active region constitutes an active element.
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第1および第2のトランジスタと、
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しく、トランジスタ対として用いられる第3および第4のトランジスタとを備え、
前記第1および第2のトランジスタは、当該トランジスタのゲート電極とこのゲート電極の周囲に形成された周囲ゲート電極とからなるゲート電極パターンが互いに同一である、第1および第2のゲート電極同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタは、当該トランジスタのゲート電極とこのゲート電極の周囲に形成された周囲ゲート電極とからなるゲート電極パターンが互いに同一である、第3および第4のゲート電極同一領域を有し、
前記第3および第4のトランジスタのチャネル長は、前記第1および第2のトランジスタのチャネル長よりも、長く、
前記第3および第4のゲート電極同一領域は、前記第1および第2のゲート電極同一領域よりも、チャネル長方向の幅が狭い
ことを特徴とする半導体装置。
First and second transistors having equal channel lengths and channel widths and used as transistor pairs;
A channel length and a channel width are equal to each other, and comprise third and fourth transistors used as transistor pairs,
The first and second transistors have the same first and second gate electrode regions in which the gate electrode patterns composed of the gate electrode of the transistor and the peripheral gate electrode formed around the gate electrode are the same. Have
The third and fourth transistors have the same third and fourth gate electrode regions in which the gate electrode patterns composed of the gate electrode of the transistor and the peripheral gate electrode formed around the gate electrode are the same. Have
The channel length of the third and fourth transistors is longer than the channel length of the first and second transistors,
The third and fourth gate electrode identical regions have a narrower width in the channel length direction than the first and second gate electrode identical regions.
請求項5において、
前記周囲ゲート電極のうち少なくとも一部は、ダミーゲート電極である
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 5,
At least a part of the peripheral gate electrode is a dummy gate electrode.
請求項5において、
前記周囲ゲート電極のうちの少なくとも一部は、アクティブゲート電極である
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 5,
At least a part of the peripheral gate electrode is an active gate electrode.
請求項1,2または5において、
前記第1および第2のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが、同一であり、
前記第3および第4のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが、同一である
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 1, 2 or 5 ,
The first and second transistors have the same current direction with respect to the semiconductor device,
In the semiconductor device, the third and fourth transistors have the same current direction with respect to the semiconductor device.
請求項1または2において、
前記第1および第2のトランジスタは、前記第1および第2の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが、同一であり、
前記第3および第4のトランジスタは、前記第3および第4の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが、同一である
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 1 or 2 ,
The first and second transistors have the same current direction based on an active region pattern in the same region of the first and second active regions,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the third and fourth transistors have the same current direction based on an active region pattern in the same region of the third and fourth active regions.
請求項9において、
チャネル長およびチャネル幅が互いに等しい第5および第6のトランジスタを備え、
前記第5および第6のトランジスタは、活性領域パターンが前記第1および第2の活性領域同一領域と同一である、第5および第6の活性領域同一領域を有し、かつ、前記第5および第6の活性領域同一領域における活性領域パターンを基準とした電流の向きが、同一であり、
前記第1および第2のトランジスタは、当該半導体装置を基準とした電流の向きが、逆であり、
前記第5のトランジスタは、電流の向きが前記第1のトランジスタの逆であり、かつ、前記第1のトランジスタと、ゲート、ドレインおよびソースがそれぞれ接続されており、
前記第6のトランジスタは、電流の向きが前記第2のトランジスタの逆であり、かつ、前記第2のトランジスタと、ゲート、ドレインおよびソースがそれぞれ接続されている
ことを特徴とする半導体装置。
In claim 9 ,
Comprising fifth and sixth transistors having channel lengths and channel widths equal to each other;
The fifth and sixth transistors have fifth and sixth active region identical regions, the active region pattern of which is the same as the first and second active region identical regions, and the fifth and sixth transistors The direction of the current based on the active region pattern in the same region of the sixth active region is the same,
The first and second transistors have opposite current directions with respect to the semiconductor device,
The fifth transistor has a current direction opposite to that of the first transistor, and the gate, drain and source of the first transistor are connected to each other,
The semiconductor device according to claim 6, wherein the current direction of the sixth transistor is opposite to that of the second transistor, and the gate, drain, and source of the second transistor are connected to each other.
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